تولید خون مصنوعی با پروتئین وال‌ها

محققان دانشگاه رایس دریافته‌اند که پروتئین موجود در گوشت وال‌ها می‌تواند کلید ساخت خون مصنوعی باشد.

پروتئین میوگلوبین (myoglobin) به پستانداران دریایی اجازه می‌دهد برای دو ساعت در اعماق آب غوطه‌ور بمانند و دارای ساختار فوق ثابتی است که می‌تواند در آینده به تولید یک جایگزین خون با استفاده از باکتری‌ها منجر شود.

این محققان به منظور رسیدگی به یک چالش بزرگ در پزشکی اورژانس یعنی کمبود مزمن خون به تولید خون مصنوعی پرداخته‌اند. در حال حاضر، خدمات اورژانس به خون اهدایی تکیه دارد که با کم شدن آن، تنها جایگزین‌های کنونی شامل سرم‌ها و محلول‌های سالین هستند.

مشکل بزرگ این است که خون از عمر کوتاهی برخوردار است و سرم خون و محلول‌های سالین نیز عمر خیلی طولانی ندارند و تنها می‌توانند عملکرد قلب را ثابت نگهدارند.

هدف محققان دانشگاه رایس، استفاده از باکتری‌های مهندسی شده ژنتیکی برای ساخت مولکولی مبتنی بر میوگلوبین است که تا حدی شبیه هموگلوبین بوده اما از لحاظ ساختاری از آن ساده‌تر است.

هموگلوبین با اتصال شیمیایی و فیزیکی به اکسیژن کار می‌کند. در اینجا، بخش گلوبین مولکول، گروه "همو" را نگهداشته که می‌تواند شکل مولکول را تغییر دهد تا برای گرفتن اکسیژن باز شده و مجددا بسته شود.

متاسفانه این پروتئین به شدت پیچیده بوده و به نیروی محاسباتی زیادی برای نقشه‌برداری از ساختارش نیاز دارد، از این رو ساخت آن در خارج از بدن بسیار مشکل است.

میوگلوبین در بافت عضلانی بیشتر گونه‌های پستانداران دریایی و همچنین در انسان وجود دارد. عملکرد آن مشابه هموگلوبین بوده بجز اینکه این پروتئین در بافت عضله یافت می‌شود و به عنوان یک منبع اکسیژن محلی برای دسترسی سریع عمل می‌کند.

این پروتئین به مقادیر بالایی در پستانداران دریایی وجود داشته و باعث رنگ بسیار قرمز گوشت وال می‌شود. میوگلوبین وال، 60 برابر ثابت‌تر از میوگلوبین انسان بوده و به آسانی باز نمی‌شود. این امر به وال‌ها و سایر پستانداران دریایی کمک می‌کند تا مقادیر زیادی از آن را در عضلات خود ذخیره کنند.

محققان با استفاده از یک روش جدید که به آن‌ها اجازه بررسی میگلوبین را در خارج از یک سلول زنده می‌دهد، به بررسی شکل بدون "همو"ی میوگلوبین موسوم به آپوپروتئین یا آپومیوگلوبین پرداختند. به گفته آن‌ها، تفاوت در توالی اسیدآمینه میوگلوبین‌هاست که بر ثبات آن‌ها تاثیر می‌گذارد.

اگرچه نتیجه کار تیم رایس هنوز به عنوان یک خون مصنوعی قابل اعلام نیست، اما به گفته محققان، این روش آن‌ها به غربالگری سریعتر انواع مختلف هموگلوبین بدون نیاز به کار با پروتئین‌ها تصفیه شده در قیاس میلی‌گرم منجر خواهد شد و گام بزرگی در جهت شناسایی هموگلوبین‌های نوترکیب باثبات‌تر است که می‌توانند در یک جایگزین خون در آینده مورد استفاده قرار بگیرد.

این جزئیات در مجله Biological Chemistry منتشر شده است.

تماشاخانه

کوله پشتی های خاص محصلین ژاپنی / ترکیبی از دوام، ایمنی و طراحی (فیلم)

غافلگیری مرگبار اهالی شهر ایژوسک روسیه در پی حمله انتحاری پهپاد های اوکراینی (فیلم)

فیلم های دیگر